Maratoonarit jaksavat evoluution antamilla taipumuksilla. Kuva: Jonne Heinonen
Maratoonarit jaksavat evoluution antamilla taipumuksilla. Kuva: Jonne Heinonen

Hikirauhaset ja muut uudet ominaisuudet tulivat tarpeeseen, kun sademetsä kuivui savanniksi kolme miljoonaa vuotta sitten.

Ihmistä erottaa monista muista nisäkkäistä luontainen taipumus kestävyysjuoksuun. Jo alkukodissa Afrikassa esivanhempamme alkoivat juosta antilooppia uuvuksiin.

Antilooppi on ihmistä nopeampi ja loikkii ketterästi karkuun. Kun ihminen sinnikkäästi jatkaa takaa-ajoaan, antilooppi ei lopulta enää jaksa vaan läkähdyksissään antautuu tapettavaksi.

Kyky kestävyysjuoksuun kävi yhä tärkeämmäksi, kun muinaisten ilmastonmuutosten vuoksi noin kolme miljoonaa vuotta sitten ihmisen asuttamat metsät kuivuivat savanniksi. Ihmisen piti vaeltaa entistä suuremmalla alueella ravinnon ja riistan perässä.

Evoluutiobiologien mukaan esi-isämme sopeutuivat pitkänmatkanjuoksijoiksi: heidän jalkansa pitenivät, suuri osa ihokarvoituksesta hävisi ja iholle kehittyi valtavasti hikirauhasia.

Hien haihtuminen vaatii lämpöenergiaa ja viilentää näin kehoa. Tästä syystä ihmiskehon lämpötila ei kovassakaan rasituksessa ala keittää yli niin kuin antiloopilla.

Pitkänmatkanjuoksun evolutiivinen tarina tunnetaan hyvin. Nyt on löydetty tekijä, joka on vaikuttanut ihmisen hyviin juoksuominaisuuksiin paljon.

Kaksikymmentä vuotta sitten Kalifornian yliopiston lääketieteen tutkija Ajit Varki paikallisti ensimmäisiä geneettisiä eroja ihmisen ja lähimmän sukulaisemme simpanssin välillä.

Geeni nimeltään cmah auttaa kädellisiä rakentamaan tietyn sokerimolekyylin solun pintaan. Ihmisellä tämä geeni on rikki eikä valmista kyseistä sokeria.

Cmahin mutaatio tapahtui 2–3 miljoonaa vuotta sitten, samoihin aikoihin kun esi-isiemme oli pakko muuttaa elämäntapansa savannille sopivaksi.

Uudessa tutkimuksessaan Varki kollegoineen huomasi, että cmah-geenin toimimattomuus lisää juoksukestävyyttä ja vähentää lihasten uupumista.

Varkin ryhmä juoksutti hiiriä juoksumatoilla ja -pyörissä ja mittasi lihasten ominaisuuksia. Toisilla laboratoriohiirillä oli toimiva cmah-geeni, ja toisille oli peukaloitu ihmisillä oleva rikkinäinen versio.

Harjoittelujakson päätteeksi ihmismäisen geenimuodon saaneet hiiret juoksivat 12 prosenttia nopeammin ja jaksoivat juosta 20 prosenttia kauemmin kuin tavalliset hiiret.

Ihmismäisillä hiirillä oli isommat jalkalihakset ja niissä enemmän pieniä, haarautuvia verisuonia. Kun lihassoluja irrotettiin hiiristä maljalle, silloinkin ihmismäisten hiirten lihakset jatkoivat supisteluaan pidempään.

Happea virtasi lihaksiin enemmän, ja lihassolujen mitokondrioissa toiminta oli vilkkaampaa.

”Sikäli kuin löydöksiä voi soveltaa ihmisiin, ne selittävät osaltaan, kuinka esivanhempamme saivat etulyöntiaseman laskeutuessaan puista metsästäjä-kerääjiksi avoimelle savannille”, Varki sanoo.

Yksi onnekas mutaatio aiheutti ilmeisesti näin suuret muutokset. Tutkijat eivät kuitenkaan ymmärrä, miten sokerimolekyyligeenin toimimattomuus solutasolla kaiken tämän aiheuttaa.

Tutkimuksen julkaisi Proceedings of the Royal Society B -lehti.